Les Smart Grids face au défi de l’industrialisation

07/05/2017
Auteurs : Didier Lafaille
Publication REE REE 2017-2
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2017-2:19250
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Les Smart Grids face au défi de l’industrialisation

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26 Z REE N°2/2017 Les Smart Grids JEGI EY HqÁ HI P¸MRHYWXVMEPMWEXMSR L'ARTICLE INVITÉ DIDIER LAFFAILLE Chef du département technique, Commission de régulation de l’énergie Introduction L a Commission de régulation de l’énergie (CRE) a pour mission de veiller au bon fonctionnement et au développement des réseaux d’électricité et de gaz naturel, au bénéfice des consomma- teurs finals. Dans ce cadre, elle est notamment appelée à accompagner l’évolution des réseaux électriques vers des Smart Grids. Conscient de l’importance des enjeux de mo- dernisation des réseaux liés au développement des énergies renouvelables (EnR), aux nouveaux usages de l’électricité et aux objectifs de la maîtrise de la demande en énergie, la CRE a engagé dès 2010 une démarche d’information et de partage d’expertise sur les réseaux intelligents. Face à la multiplication des projets de démonstrateurs et aux premiers retours d’expérience correspondants, il est apparu nécessaire de faire évoluer le contexte juridique, technique et économique pour faciliter le déploiement à grande échelle des Smart Grids. Dans une première délibération du 12 juin 2014, la CRE a ainsi formulé 41 recommandations pour favoriser le développement des Smart Grids en basse tension, comprenant, notamment, des propositions d’évolution législative et régle- mentaire sur la prise en compte des installations de stockage d’électricité, les déplacements de consommation et la qualifi- cation juridique de l’activité de recharge du véhicule électrique. Les gestionnaires de réseaux de distribution d’électricité et de gaz naturel sont par ailleurs tenus de remettre chaque année à la CRE une feuille de route détaillant les actions entreprises pour la mise en œuvre de ces recommandations. L’engouement suscité par le déploiement des réseaux intelligents ne se dément pas. Néanmoins, la CRE a observé que les projets n’en restent que trop souvent au stade du démonstrateur. Les solutions technologiques les plus matures ont aujourd’hui vocation à passer de la phase expérimentale à celle de l’industrialisation. C’est tout le sens des 17 nouvelles recommandations formulées par la CRE dans sa délibération du 8 décembre 2016. La CRE accompagne le développement des Smart Grids Accompagner les porteurs de projets Smart Grids La période d’expérimentation des premiers démonstra- teurs est désormais close. La CRE est régulièrement appe- lée à échanger avec les porteurs de projets sur les retours d’expérience, dits REX, de ces démonstrateurs. Ces REX for- ment une brique essentielle de la démarche Smart Grids de la CRE. Ils jouent en effet un rôle capital dans l’identification des freins réglementaires ou régulatoires au développement des réseaux intelligents. Par ailleurs, certains aspects de la conduite de projet ne sont pas à négliger, en particulier, la fin de l’expérimentation et le devenir des matériels déployés. Pour mener à bien sa mission de facilitateur du déploie- ment des Smart Grids, la CRE recommande aux porteurs de projets de systématiquement partager avec elle les conclu- sions de leurs expérimentations afin d’assurer l’anticipation des évolutions réglementaires et régulatoires nécessaires. Par ailleurs, elle enjoint les gestionnaires de réseaux à se préoccuper dès la conception du projet des conditions de fin d’expérimentation, et notamment des conditions de dé- sinstallation ou de conservation du matériel installé chez les utilisateurs. La CRE est notamment attachée à la mise en œuvre de projets Smart Grids à une échelle désormais industrielle. Dans cette optique, elle ne peut que se féliciter de la mise en œuvre de l’appel à projets né de l’action no 6 du plan Réseaux électriques intelligents, dit « REI 6 », qui consiste à « organiser un déploiement à grande échelle des réseaux électriques intelligents en France » et lancé dans le cadre des 34 plans de la Nouvelle France Industrielle. Trois projets ont été retenus par les ministres en charge de l’énergie et de l’économie : Flexgrid, présenté par le Conseil régional de PACA ; Smile, présenté par le Conseil régional de Bretagne en col- laboration avec celui des Pays de la Loire ; You & Grid, présenté par la métropole européenne de Lille, en lien avec l’ancienne région Nord-Pas de Calais. À cette occasion, le régulateur demande aux gestion- naires de réseaux de lui présenter l’ensemble des techno- logies et fonctionnalités qu’ils comptent mettre en œuvre dans le cadre de ces projets. L’idée est de partager un maxi- mum d’informations sur la phase de recherche expérimen- tale qui se concrétise dans l’implantation de démonstrateurs Smart Grids dans les territoires, dans le but d’encourager la recherche et développement (R&D) dans ce domaine. À terme, cela pourrait contribuer à accélérer le déploiement des Smart Grids à une échelle industrielle. Des informations REE N°2/2017 Z 27 L'ARTICLE INVITÉ telles que le bénéfice pour la collectivité, le montant des investissements envisagés et leur complémentarité vis-à-vis de ceux réalisés dans les autres zones seront elles aussi particulièrement pertinentes. Les Smart Gas Grids Les actions de la CRE en faveur du développement des réseaux intelligents ne sauraient se limiter aux seuls réseaux électriques. C’est pourquoi elle encourage le développement de projets de Smart Gas Grids, tel que celui auquel parti- cipent les gestionnaires de réseaux de transport de gaz natu- rel, GRTgaz et TIGF : le projet de Power to Gas Jupiter 1000, localisé dans la zone industrielle et portuaire de Fos-sur-Mer. Ce démonstrateur doit permettre d’identifier les modèles d’affaires et le contexte réglementaire, qui seront, à terme, à même de favoriser l’émergence d’une filière porteuse. La CRE souhaite approfondir ses travaux sur les Smart Gas Grids et entend identifier efficacement les contraintes techniques, économiques, régulatoires et réglementaires qu’il conviendrait de lever pour favoriser l’expansion des ré- seaux intelligents de gaz naturel. Comme elle le fait pour les gestionnaires de réseaux d’électricité, la CRE demande aux gestionnaires de réseaux de distribution ou de transport de gaz naturel desservant plus de 100 000 clients de lui faire parvenir, annuellement, une feuille de route de la mise en œuvre des recommandations formulées par le régulateur. La CRE s’intéresse plus particulièrement aux analyses coûts-bé- néfices qui font apparaître la viabilité économique des expé- rimentations concernant, entre autres, la télé-exploitation des réseaux, l’injection de biométhane et les technologies Power to Gas. Au-delà du développement des réseaux intelligents d’électricité et de gaz naturel, la CRE souhaite encourager la mutualisation locale des réseaux d’énergie. Elle invite donc les opérateurs, en étroite collaboration avec les collectivités locales, à organiser la gestion des différents réseaux d’éner- gie (électricité, gaz, eau, chaleur) en fonction de leur com- plémentarité. Des démarches telles que le Power to Heat, qui consiste à utiliser un excédent momentané d’électricité d’origine renouvelable pour alimenter des réseaux de cha- leur, devraient faire partie intégrante des plans d’aménage- ment des territoires. Figure 1 : La carte de France des projets Smart Grids recensés par la CRE – Source : CRE. 28 Z REE N°2/2017 L'ARTICLE INVITÉ Une pédagogie nécessaire Le régulateur de l’énergie est particulièrement conscient que les sujets touchant au déploiement des Smart Grids, et plus généralement à la régulation du marché de l’énergie, sont des sujets complexes qui nécessitent d’importants ef- forts de pédagogie auprès des utilisateurs. Les difficultés ren- contrées pour la pose du compteur Linky en sont peut-être la meilleure illustration. La concertation qui a eu lieu dans les différents groupes de travail sous l’égide de la CRE, compo- sée d’acteurs du monde de l’énergie qui sont, pour la plupart, sensibilisés aux problématiques liées au comptage évolué, a fait apparaître un besoin important de pédagogie concernant les nouvelles possibilités offertes au consommateur, et au marché dans son ensemble. D’une manière générale, la CRE a noté que la présenta- tion détaillée des fonctionnalités offertes par les compteurs évolués n’avait jamais été incluse dans les documents pu- bliés par les gestionnaires de réseaux d’électricité et de gaz naturel. Ce manque d’informations ne pouvait que nuire à la compréhension de leur fonctionnement et de leur utilité par l’ensemble des acteurs du secteur de l’énergie, notamment des producteurs et consommateurs. Par conséquent, la CRE demande désormais aux gestionnaires de réseaux publics de distribution et de transport d’électricité et de gaz naturel de publier dans leur documentation technique de référence les fonctionnalités des dispositifs de comptage évolué acces- sibles pour les acteurs de l’énergie. S’il est bien un domaine dans lequel il est nécessaire de faire preuve de pédagogie, c’est celui des données. En effet, l’émergence de solutions Smart Grids a entraîné de nom- breuses questions sur la collecte, le traitement et l’utilisation des données de l’énergie. En particulier, l’exploitation par des tiers des données de consommation a suscité la méfiance de certains consommateurs. Les données de l’énergie, un nouvel enjeu pour les gestionnaires de réseaux Informer les utilisateurs Le déploiement des technologies Smart Grids entraîne la collecte d’un très grand nombre de données sur les réseaux en basse et moyenne tension : données patrimoniales, don- nées techniques, données de mesure de la qualité d’alimen- tation, données de consommation et de production, etc. Ces données pourront être anonymisées, lorsqu’il s’agit de données personnelles ou d’informations commercialement sensibles, et agrégées, à différentes mailles, par exemple du quartier. La CRE dans sa délibération du 12 juin 2014 rap- pelait aux gestionnaires de réseaux d’électricité qu’ils étaient tenus de communiquer un certain nombre d’informations aux autorités organisatrices de la distribution d’électricité. Depuis lors, la situation a beaucoup évolué du fait, non seulement de la législation, mais aussi des actions entre- prises par les gestionnaires de réseaux. L’article 28 de la loi n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition éner- gétique et la croissance verte (LTECV) prévoit notamment les modalités précises de diffusion par les gestionnaires des réseaux publics de distribution d’électricité et de gaz natu- rel des données de consommation d’énergie aux consom- mateurs et à leur fournisseur ainsi qu’aux propriétaires ou aux gestionnaires d’immeubles. Aux évolutions législatives s’ajoutent les travaux de la Commission Nationale de l’Infor- matique et des Libertés (CNIL) qui a proposé en juin 20141 , un pack de conformité sur les données produites par les systèmes de comptage évolués. De son côté, en réponse à la demande de la CRE, Enedis a souhaité renforcé son rôle d’opérateur de données et a lancé plusieurs initiatives de 1 La CNIL et la FIEEC ont défini trois scénarios d’innovation qui ont abouti à la constitution d’un pack de conformité pour les compteurs communicants rendu public le 13 juin 2014. Figure 2 : Les projets Smart Grids en France par fonctionnalité – Source : CRE. REE N°2/2017 Z 29 L'ARTICLE INVITÉ partage de données. Ainsi, et au même titre que d’autres acteurs du secteur tels que RTE, GRTgaz, ou encore GRDF, Enedis a créé une plate-forme Open Data ainsi qu’une inter- face destinées aux collectivités territoriales qui souhaitent accéder aux données qui les concernent. L’ensemble de ces initiatives d’ouverture des données doivent encourager les consommateurs à engager des dé- marches concrètes de maîtrise de la demande en énergie. Au préalable, il est essentiel de traiter la question du consente- ment à la collecte et au traitement des données de l’énergie. À ce propos, la CNIL a clairement exposé sa position dans son avis du 30 novembre 2015 sur le stockage local de la courbe de charge du compteur Linky d’Enedis : il est néces- saire pour le gestionnaire de réseaux de recueillir le « con- sentement de l’abonné […] pour la remontée de la courbe de charge dans le système d’information d’Enedis, ainsi que pour la transmission de la courbe de charge aux tiers ». Il n’y a pas de doute sur le fait qu’il est du rôle du gestion- naire de réseaux, en tant que responsable de la collecte des données de consommation, de proposer à l’utilisateur une manière simple d’identifier à quel acteur et pour quelle durée il a octroyé un mandat d’exploitation de ses données person- nelles. Enedis et GRDF ayant manifesté l’intention de mettre en place un tel service, la CRE propose qu’il soit généralisé à l’ensemble des gestionnaires de réseaux de distribution d’électricité et de gaz naturel. La CRE invite ces derniers à mettre en place des dispositifs à même de garantir à l’utilisa- teur une connaissance exhaustive de toutes les délégations qu’il aura formulées auprès de tiers autorisés (fournisseurs, agrégateurs d’effacement, gestionnaires d’immeubles, etc.) pour exploiter ses données de consommation. Les avancées législatives concernent, aussi, l’accès des personnes publiques aux données de l’énergie. L’article 179 de la LTECV, complété par le décret n° 2016-973 du 18 juillet 2016, entérine le principe de l’instauration d’un service de mise à disposition aux personnes publiques et au public de données de consommation et de production, auquel les ges- tionnaires de réseaux publics d’énergie sont appelés à contri- buer. La loi n° 2016-1321 du 7 octobre 2016 pour une Répu- blique numérique est venue renforcer la législation existante dans ce domaine. De leur côté, certains gestionnaires de réseaux n’ont pas attendu le législateur pour agir, la preuve en est des diverses initiatives de plates-formes destinées aux collectivités territoriales. La CRE enjoint les gestionnaires de réseaux d’améliorer leur coordination afin de mettre à dis- position de l’ensemble des acteurs concernés des données homogènes et cohérentes, et ainsi faciliter leur utilisation. Par ailleurs, RTE a, en collaboration avec les gestionnaires de réseaux de distribution, mis au point l’outil Caparéseau2 , 2 Cet outil est librement consultable sur Internet à l’adresse suivante : www. capareseau.fr. qui recense les capacités d’accueil en injection de chacun des postes sources de distribution. Cet outil destiné aux producteurs souhaitant se raccorder aux réseaux électriques n’a cependant pas vocation à indiquer quels postes sources peuvent être sous contraintes, ni leur caractéristiques. À ce jour, les zones où la qualité de fourniture est dégradée ne sont pas rendues publiques par les opérateurs réseaux. La flexibilité en électricité L’un des principaux chantiers des Smart Grids est d’arriver à ce que l’ensemble des utilisateurs soient impliqués et dis- posent des outils nécessaires pour gérer au mieux, en fonc- tion de l’état du système électrique, leur consommation ou leur production d’énergie. La flexibilité de la production et la consommation d’électricité constituent un enjeu clé pour l’insertion de la la production de sources d'électricité renou- velables et intermittentes. Il s’agit d’un paramètre important pour la stabilité du système électrique, à laquelle la CRE a pour mission de veiller. Or, afin d’assurer la stabilité du système électrique, la CRE souhaite encourager le recours aux solutions de flexibilité en alternative à des renforcements du réseau, et ce d’autant plus qu’à terme, ces solutions pourraient offrir de nouvelles possi- bilités d’exploitation aux gestionnaires de réseaux. Aussi, elle demande aux gestionnaires de réseaux de transport et de distri- bution d’électricité de mettre en place des outils informatiques indiquant la localisation des zones de contraintes en tension et en intensité des réseaux qu’ils exploitent. La publicité de telles informations offrira la possibilité à des acteurs tiers de proposer des solutions appropriées pour traiter de possibles congestions. L’article 199 de la LTECV, complété par le décret en Conseil d’État n° 2016-704 du 30 mai 2016 relatif aux expérimen- tations de services de flexibilité locaux sur des portions du réseau public de distribution d’électricité autorise, à titre expérimental pendant les quatre ans, les collectivités locales à créer des groupements d’acteurs susceptibles de proposer des solutions aux gestionnaires de réseaux pour le- ver les contraintes dans les zones congestionnées. Le décret dispose que si ces services locaux de flexibilité « permettent de réduire les coûts d’investissement ou de gestion du ré- seau, le gestionnaire de réseau de distribution rémunère [le porteur de projet] à hauteur des coûts évités », ce qui est inclus « dans les charges couvertes par le tarif d’utilisation des réseaux publics de distribution d’électricité ». Dans ce cadre, la CRE demande que les gestionnaires de réseaux publics de distribution d’électricité lui soumettent un modèle de convention, nécessaire à la mise en œuvre de ce dispositif expérimental. Cette convention fera l’objet d’une signature tripartite du porteur de projet, du gestionnaire du réseau concerné et de l’autorité organisatrice de la distribu- tion d’électricité du territoire. 30 Z REE N°2/2017 L'ARTICLE INVITÉ On comprendra que la CRE porte une attention particu- lière à la question des données de l’énergie, dont elle souligne la valeur tant pour les gestionnaires de réseaux que pour les collectivités, puisqu’elles devraient contribuer au développe- ment d’une politique énergétique des territoires cohérente et multi-énergies. Au-delà des recommandations formulées dans la délibération du 8 décembre 2016, ces données susceptibles de favoriser la transition énergétique sont au cœur d’un travail de réflexion mené par la CRE depuis le début de l’année 2016 qui s’est traduit par la création d’un Comité d’étude relatif aux données des opérateurs régulés de l’énergie. Il s’agit, notam- ment, de s’interroger sur le modèle de gouvernance de ces données le plus efficace et le équitable possible. Les zones non-interconnectées sont propices au développement des Smart Grids L’insertion des EnR sur les réseaux insulaires Les zones insulaires, dites zones non-interconnectées au réseau (ZNI), sont souvent présentées comme le labora- toire des innovations Smart Grids destinées à être ensuite déployées en métropole. Du fait de leur contexte énergé- tique particulier, caractérisé par une quasi-hégémonie de la production locale selon les cas, une forte croissance de la consommation et des environnements climatiques difficiles, ces zones semblent particulièrement propices à l’expérimen- tation des technologies Smart Grids. L’intermittence, une moindre prévisibilité et un besoin de gestion de l’équilibre pro- duction/consommation à la maille locale constituent un défi pour les gestionnaires de réseau de distribution et imposent une évolution de la gestion du système électrique. Pour des taux de pénétration relativement faibles, l’impact de la pro- duction intermittente reste limité et peut être pris en charge par le système élec- trique. En revanche, plus leur proportion augmente, plus la définition de solutions pour compenser d’éventuels déséqui- libres ou défauts de production/consom- mation devient difficile. L’insertion des EnR est plus difficile en zones insulaires qu’en métropole en raison de la fragilité « technique » intrin- sèque de ces petits systèmes isolés. Un seuil de déploiement des EnR avait été fixé réglementairement à 30 % de la production (puissance instantanée) en 2008. Le gestionnaire de réseaux doit pouvoir déconnecter les installations de production électriques à caractère intermittent lorsque leur puissance injectée dépasse 30 % de la puissance totale circulant sur le réseau. La CRE a proposé en 2014 de laisser chaque zone géographique pertinente libre de déterminer à son échelle un seuil de pénétration des EnR qui dépendrait des caractéristiques de la zone concernée et de l’installation de production d’EnR dans son ensemble. Par la suite, la LTECV a permis de lever les obstacles réglementaires à la mise en place d’un seuil de pénétration des EnR par zone géogra- phique pertinente. Pour la Corse, le seuil de déconnexion des installations de production mettant en œuvre de l’éner- gie fatale à caractère aléatoire a été, par décret n° 2015- 1697 du 18 décembre 2015 relatif à la programmation pluriannuelle de l’énergie de Corse, fixé à 35 % en 2018. Il est désormais prévu que les autres zones interconnec- tées suivent l’exemple corse et fixent, en accord avec l’Etat, dans leur programmation pluriannuelle de l’énergie, un seuil d’insertion d’EnR. Tenant compte de ces évolutions, la CRE continue à de- mander aux gestionnaires de réseaux d’électricité insulaires de définir dans leur documentation technique de référence, l’ensemble des caractéristiques des dispositifs permettant à une installation de ne pas être concernée par la limitation liée au seuil de pénétration défini par la programmation pluriannuelle de l’éner- gie du territoire concerné. Les solutions Smart Grids dans les ZNI La recherche et développement sur les Smart Grids en zones insulaires porte principalement sur les technologies de stockage et de comptage évolué. Le ges- tionnaire EDF SEI en particulier mène de nombreux travaux sur l’utilisation du stockage dans les zones non intercon- nectées. L’objectif final est de déterminer précisément dans quelle mesure des ins- tallations de stockage pourraient faciliter l’intégration des EnR sur le réseau élec- trique. La CRE souhaite qu’EDF SEI puisse lui communiquer les différentes études technico-économiques qu’il aura menées sur la valeur du stockage d’électricité du point de vue du producteur EnR et de ce- lui de l’ensemble du système électrique dans les ZNI. EDF SEI a également déployé à titre expérimental 1 000 compteurs commu- nicants en Martinique dans le cadre du Didier Laffaille est diplômé du Conservatoire national des arts et mé- tiers de Paris. Il est depuis 2001 chef du Département technique à la Commis- sion de régulation de l’énergie (CRE). Dans sa carrière professionnelle, il a occupé plusieurs fonctions, au sein du groupe Alsthom et de la Continentale d’équipements électriques (CEE) notam- ment, qui l’ont conduit à maîtriser les différents domaines de la production et de la distribution de l’électricité.. Au sein de la CRE, il a travaillé à la mise en œuvre de la régulation de l’activité de gestionnaire de réseaux, et particuliè- rement pour la construction de la docu- mentation technique de référence. Cette activité a conduit les gestionnaires de réseaux à rédiger les règles techniques d’accès au réseau, notamment pour les installations de production décentra- lisée, domaine très nouveau pour les distributeurs et qui connaît une évolu- tion fulgurante par le développement de l’éolien et du photovoltaïque. Il est membre Senior de la SEE et cheva- lier de l’ordre national du Mérite. REE N°2/2017 Z 31 L'ARTICLE INVITÉ projet Click Conso3 . À la suite de cette phase de test qui s’est achevée en 2015 et en accord avec les obligations législatives en vigueur, il a été décidé de préparer un projet de déploie- ment d’environ 1,2 million de compteurs évolués en Corse et dans les départements d’Outre-Mer. En plus de lui four- nir un retour d’expérience du déploiement d’une infrastruc- ture de télé-relevé en conditions réelles, le démonstrateur Click Conso a permis à EDF SEI de recueillir les impressions des utilisateurs finals. Il est apparu que, si rares soient les consommateurs qui aient refusé la pose du compteur évolué (1 % seulement), les clients se sont généralement sentis peu concernés par la mise en place d’un tel programme censé favoriser la maîtrise de la demande en énergie. Une fois en- core, des efforts de pédagogie sont à faire afin d’impliquer les utilisateurs en explicitant les différents usages possibles des systèmes de comptage évolué, et plus globalement des technologies Smart Grids. À la demande des acteurs impliqués dans le déploie- ment des Smart Grids, la Commission de régulation de 3 La description de ce projet est disponible sur le site Smart Grids de la CRE www.smartGrids-cre.fr. l’énergie a souhaité prendre un rôle de premier plan dans ce domaine. Elle se veut un facilitateur de l’essor des technologies Smart Grids. Le régulateur de l’énergie entend s’impliquer dans le déploiement des réseaux du futur à travers la réalisation de trois objectifs principaux qui sont : (I) de contribuer à la réflexion sur l’évolution du cadre institutionnel et de la gouvernance des projets, (II) d’intégrer le sujet des Smart Grids dans les activités de régulation (conditions de financement et fonctionnalités techniques), (III) de suivre et accompagner les expérimen- tations. Dans la lignée de ses précédentes recommanda- tions, les 17 nouvelles mesures préconisées par la CRE doivent aider les réseaux intelligents à passer du stade d’expérimentation à celui du déploiement industriel, en métropole comme dans les zones insulaires. Q NB : Les propos tenus dans cet article n’engagent que son auteur et ne sauraient être interprétés comme l’expression d’une position officielle de la Commission de régulation de l’énergie.